Введение
1 Принципы построения отказоустойчивых автоматизированных систем управления 13
1.1 Требования, предъявляемые к современным системам управления 13
1.2 Принципы построения распределенных систем управления... 16
1.3 Типовые решения по обеспечению эффективности (надежности и производительности) автоматизированных систем управления 19
1.3.1 Способы повышения надежности 19
1.3.2 Виды резервирования 21
1.4 Способы повышения надежности и производительности распределенных систем управления. Системы с полнодоступным и неполнодоступным подключением узлов 24
1.4.1 Обеспечение надежности вычислительных узлов 24
1.4.2 Обеспечение надежности коммуникационной подсистемы 25
1.5 Требования к бортовым автоматизированным системам управления кораблей и судов 32
1.6 Показатели надежности и отказоустойчивости 33
1.6.1 Показатели надежности и отказоустойчивости для систем с резервированием коммуникационной подсистемы 35
1.7 Методы оценки надежности, производительности и эффективности систем управления 36
1.7.1 Аналитические методы исследования 37
1.7.2 Методы статистического и имитационного моделирования 43
1.8 Постановка задачи исследования 44
1.9 Выводы... 46
2 Модели надежности и производительности распределенных систем с резервированием коммуникационной подсистемы 47
2.1 Общие положения 47
2.2 Комбинаторно-вероятностный метод оценки надежности 47
2.3 Комбинаторно-вероятностный метод оценки системы с резервированием коммуникационной среды, построенной с использованием коммутаторов 49
2.3.1 Построение коммуникационной среды с использованием магистралей 49
2.3.2 Построение коммуникационной среды с использованием коммутаторов 50
2.3.3 Анализ применимости комбинаторно-вероятностного метода оценки надежности систем с резервированием магистралей для систем с резервированием коммутаторов 53
2.4 Комбинаторно-вероятностные методы оценки надежности распределенной системы управления с резервированием коммуникационной подсистемы при полнодоступном подключении узлов 55
2.4.1 Надежность систем с равноправными узлами 55
2.4.2 Точность метода 63
2.4.3 Надежность систем с узлами «ведущий-ведомый» 64
2.5 Комбинаторно-вероятностные методы оценки надежности распределенной системы управления с резервированием коммуникационной подсистемы при неполнодоступном подключении узлов 70
2.5.1 Способы подключения узлов к коммутаторам 70 2.5.2 Ограничения на число коммутаторов для неполнодоступных конфигураций подключения узлов 72
2.5.3 Оценка отказоустойчивости системы при отказах сетевых адаптеров 72
2.5.4 Оценка вероятности обеспечения связности узлов при отказах сетевых адаптеров 74
2.5.5 Оценка надежности коммуникационной подсистемы 78
2.5.6 Надежность системы управления 79
2.6 Модели производительности 19
2.6.1 Аналитическая модель распределенной системы управления с резервированием коммутаторов 80
2.6.2 Имитационная модель распределенной системы управления с резервированием коммутаторов 91
2.7 Исследование метода множественной передачи данных по
симплексному последовательному каналу 94
2.7.1 Протокол достоверной доставки данных по симплексной последовательной шине от нескольких передающих устройств без обнаружения конфликтов 97
2.7.2 Исследование множественной передачи данных для четырех передающих устройств 99
2.8 Выводы 105
3 Методика проектирования резервированных отказоустойчивых управляющих систем 107
3.1 Постановка задачи проектирования резервированных отказоустойчивых управляющих систем 107
3.2 Методика проектирования резервированных отказоустойчивых управляющих систем 109 3.2.1 Выбор конфигурации, обеспечивающей максимальный уровень надежности при заданных ограничениях на время реакции и стоимость 109
3.2.2 Выбор конфигурации, обеспечивающей минимальное время реакции при заданных ограничениях на надежность и стоимость 113
3.2.3 Выбор оптимального варианта построения системы 115
3.2.4 Пример оптимизации структуры системы 115
3.2.5 Сравнение вариантов конфигурации системы с полнодоступным и неполнодоступным подключением узлов 117
3.3 Выводы 119
4 Применение результатов работы при проектировании КСУТС «Мателот-ТС» 121
4.1 Комплексная система управления техническими средствами судна «Мателот-ТС» 121
4.2 Проектирование системы КСУТС «Мателот-ТС» 124
4.2.1 Постановка задачи проектирования 124
4.2.2 Выбор конфигурации системы обеспечивающей максимальную надежность 126
4.2.3 Выбор способа передачи данных от ПВВ на ВИ-АПС... 128
4.3 Выводы 130
Заключение 131
Список использованной литературы
